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Spannungsverteilung bei Reihenkondensatoren berechnen

An 400 V erhält in einer Kette aus 100, 220 und 100 µF der 220-µF-Kondensator den kleinsten Anteil, und alle bleiben unter ihrer Nennspannung. Geben Sie jede Kapazität mit ihrer Nennspannung ein und sehen Sie die Reserve jedes Bauteils. Kostenlos in Ihrem Browser.

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Rechenbeispiel

Wenn Sie eingeben

Gesamtspannung: 400

Erhalten Sie

Ersatzkapazität: 40,7407407407
Höchste Auslastung des Nennwerts (%): 65,1851851852

Dieser Rechner ermittelt die ideale Spannung an jedem Kondensator einer Reihenschaltung aus der Gesamtspannung und den einzelnen Kapazitäten. Da alle Bauteile dieselbe Ladung tragen, entfällt auf kleinere Kapazitäten ein größerer Spannungsanteil. Geben Sie für jedes Bauteil Kapazität und Nennspannung ein, um berechnete Spannung, prozentualen Anteil, Auslastung, verbleibende Reserve und Prüfergebnis zu sehen. Die Berechnung dient als frühe Entwurfsprüfung und trennt das Idealmodell klar von realen Einflüssen wie Leckstrom, Toleranz und Transienten.

Warum sich die Spannung nicht immer gleichmäßig verteilt

Im idealen eingeschwungenen Zustand tragen Reihenkondensatoren den gleichen Ladungsbetrag, jedoch nicht zwingend die gleiche Spannung. Wegen V = Q/C entsteht an einer kleineren Kapazität eine höhere Spannung. Identische Bauteile teilen die Gesamtspannung gleichmäßig, unterschiedliche Werte dagegen umgekehrt proportional.

Der Rechner zeigt für jede Position Spannung, Anteil, Nennwertauslastung und Reserve. Sie können Farad, Mikrofarad, Nanofarad oder eine andere Einheit verwenden, müssen diese aber durchgängig beibehalten, weil nur die Verhältnisse die Verteilung bestimmen.

So funktioniert die Berechnung mit Kehrwerten

Zunächst werden die Kehrwerte aller Kapazitäten addiert; der Kehrwert dieser Summe ist die Ersatzkapazität. Danach wird die Gesamtspannung mit dem Gewicht 1/C des jeweiligen Bauteils multipliziert und durch die Kehrwertsumme geteilt. Die Auslastung ist zugewiesene Spannung geteilt durch Nennspannung, die Reserve ist Nennspannung minus zugewiesene Spannung.

Die gesamte Kette besteht nur, wenn jedes Bauteil seinen Grenzwert einhält.

Idealprüfung statt vollständiger Sicherheitsnachweis

Eine reale Reihenschaltung wird durch Toleranzen, Leckströme, dielektrische Absorption, Temperatur, Alterung und Transienten beeinflusst. Hochspannungsbaugruppen benötigen häufig Ausgleichswiderstände oder aktive Netzwerke, die anhand ungünstigster Leckstromdaten bemessen werden. Nutzen Sie das Ergebnis zum Erkennen nomineller Verstöße und prüfen Sie anschließend Toleranzgrenzen, empfohlene Spannungsreduzierung, Rippelstrom, thermische Grenzen und Fehlerfälle.

Anwendungsfälle

Prüfung eines Hochspannungs-Gleichspannungsbusses

Prüfen Sie die Nennspannung jedes Kondensators, bevor Sie den Ausgleich und die Grenztoleranzen auslegen.

Bewertung einer Stücklisten-Alternative

Vergleichen Sie eine vorgeschlagene Kombination mit der ursprünglichen Kette und finden Sie das am stärksten ausgelastete Bauteil.

Ausbildung in Elektronik

Zeigen Sie, warum gleiche Ladung zu umgekehrt kapazitätsabhängiger Spannung führt und ungleiche Werte nicht gleich teilen.

Häufige Fragen

Welche Formel wird für jede Kondensatorspannung verwendet?

Für Kondensator i gilt Vi = Vtotal × (1/Ci) / Σ(1/Cj). Sie können jede Kapazitätseinheit verwenden, sofern sie für alle Einträge gleich ist.

Teilen gleiche Kondensatoren die Spannung gleichmäßig?

Ja, im Idealmodell. Ihre Kehrwertgewichte sind gleich, daher erhält jedes Bauteil die Gesamtspannung geteilt durch die Anzahl.

Warum erhält der kleinste Kondensator die höchste Spannung?

Reihenkondensatoren tragen die gleiche ideale Ladung, und V = Q/C; bei gleicher Ladung erzeugt eine kleinere Kapazität mehr Spannung.

Garantiert eine bestandene Prüfung eine sichere Schaltung?

Nein. Prüfen Sie zusätzlich Toleranz, Leckstrom, Spannungsreduzierung, Temperatur, Transienten, Rippel und Ausgleichsbauteile.

Kann ich Kapazitäten in Mikrofarad oder Nanofarad eingeben?

Ja, jede Einheit funktioniert, solange alle Kondensatoren dieselbe verwenden, denn nur das Verhältnis der Kapazitäten bestimmt die Aufteilung. Gesamtspannung und Nennspannungen geben Sie immer in Volt ein.

Für Entwickler — API-Zugang

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

Endpunkt

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

Aufruf aus Ihrem Stack

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"total_voltage":400,"capacitors":[{"capacitance":100,"voltage_rating":250},{"capacitance":220,"voltage_rating":200},{"capacitance":100,"voltage_rating":250}]}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "total_voltage": 400,
    "capacitors": [
      {
        "capacitance": 100,
        "voltage_rating": 250
      },
      {
        "capacitance": 220,
        "voltage_rating": 200
      },
      {
        "capacitance": 100,
        "voltage_rating": 250
      }
    ]
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "total_voltage": 400,
    "capacitors": [
        {
            "capacitance": 100,
            "voltage_rating": 250
        },
        {
            "capacitance": 220,
            "voltage_rating": 200
        },
        {
            "capacitance": 100,
            "voltage_rating": 250
        }
    ]
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"total_voltage":400,"capacitors":[{"capacitance":100,"voltage_rating":250},{"capacitance":220,"voltage_rating":200},{"capacitance":100,"voltage_rating":250}]}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"total_voltage":400,"capacitors":[{"capacitance":100,"voltage_rating":250},{"capacitance":220,"voltage_rating":200},{"capacitance":100,"voltage_rating":250}]}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

Beispiel-Anfrage

{
  "total_voltage": 400,
  "capacitors": [
    {
      "capacitance": 100,
      "voltage_rating": 250
    },
    {
      "capacitance": 220,
      "voltage_rating": 200
    },
    {
      "capacitance": 100,
      "voltage_rating": 250
    }
  ]
}

Beispiel-Antwort

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.series_cap_voltage_share",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Preis

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

Limits

max_n 1000

Fehler

HTTP	Code	Bedeutung
`401`	`unauthorized`	Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
`402`	`insufficient_balance`	Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
`404`	`unknown_type`	Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
`429`	`rate_limited`	Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Technische Hinweise

So funktioniert die Berechnung mit Kehrwerten

Erforderlich sind eine positive Gesamtspannung und mindestens zwei positive, endliche Datensätze; ungültige Werte liefern invalid_input.

Idealprüfung statt vollständiger Sicherheitsnachweis

Browser und API verwenden dieselbe deterministische Rechnung; ein automatisierter Aufruf kostet $0.002.

Technische Fragen

Was kostet die Berechnung per API?

Jede erfolgreiche API-Anfrage kostet $0.002. Die Browserberechnung ist kostenlos und verwendet denselben deterministischen Kern.

Vollständige KIT-Dokumentation lesen →

Spannungsverteilung bei Reihenkondensatoren berechnen

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So funktioniert die Berechnung mit Kehrwerten

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Preis

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Fehler

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So funktioniert die Berechnung mit Kehrwerten

Idealprüfung statt vollständiger Sicherheitsnachweis

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